Бетонна суміш є ідеальним будівельним матеріалом для зведення монолітних стін і несучих каркасів будь-яких типів будівель та споруд.
Свежеприготовленная суміш, завдяки пластичній і рухомий структурі здатна заповнювати порожнечі і приймати будь-яку форму, повторюючи контури встановленої опалубки, що дозволяє створювати несучі елементи будівельних конструкцій практично будь-якої складності.
Заливка монолітної плити в зимовий період.
Монолітний бетон може застигати без доступу повітря, а деякі марки будівельних сумішей можуть досягати своєї міцності навіть при повному зануренні у воду, проте в використанні цього матеріалу є одне істотне обмеження.
Нормальне затвердіння рідкої бетонної суміші може відбуватися при температурі навколишнього повітря не нижче +5 ° С, а при негативних температурах в масі розчину відбуваються структурні зміни, які призводять до втрати міцності всієї конструкції, що істотно ускладнює його використання в зимовий час.
Особливості бетонування в холодну пору року
Для того щоб розібратися з питанням, як бетонувати взимку в умовах негативних температур, в цій статті будуть розглянуті основні причини порушення експлуатаційних властивостей рідкого бетону, а також описані різні методи боротьби з подібними явищами.
Крім того читачеві буде представлена докладна інструкція, в якій описані найбільш поширені способи виконання бетонних робіт в зимовий період.
Укладання гріють матів на поверхні бетону.
Причини зниження міцності
Процес затвердіння рідкої бетонної суміші відбувається в результаті гідратації, тобто реакції сполучного речовини, в даному випадку цементу, з водою. В процесі гідратації частки цементу скріплюються між собою, пов'язуючи тим самим частки заповнювача (пісок, щебінь, відсів), в результаті чого утворюється монолітний бетонний масив.
Під впливом низьких температур в готової будівельної суміші, яка заливається в опалубку, в залежності від конкретних умов, можуть виникати такі процеси:
- При температурі нижче +5 ° С істотно сповільнюється реакція гідратації, значно знижуючи, таким чином, швидкість затвердіння робочої суміші.
- При негативних значеннях навколишньої температури вся вода, що знаходиться в розчині поступово переходить в твердий стан, в результаті чого гідратація повністю припиняється.
- Переходячи в твердий стан, вода збільшується в об'ємі приблизно на 9%, розриваючи при цьому частки цементу і заповнювача, які тільки почали скріплюватися між собою, тим самим порушуючи структуру і знижуючи міцність бетону.
Згодом мікротріщини можуть привести до руйнування конструкції.
- Замерзла вода, перетворившись на лід, відтісняє розчинної тісто від елементів арматурної обв'язки, збільшуючись в обсязі, створює вогнища локального напруги, а після відтавання утворює раковини і порожнечі всередині монолітного елементу конструкції.
- При тривалому впливі негативних температур вода повністю вимерзає з будівельної суміші, в результаті чого подальша гідратація стає неможливою.
В сукупності, всі ці процеси можуть призвести не тільки до погіршення якості готового бетону, але і до зниження міцності, несучої здатності і довговічності всієї будівельної конструкції, яка до того ж, по СНиП не буде відповідати нормам.
Стрічковий фундамент, який був залитий в сильний мороз.
Залежність проектної міцності від ступеня впливу холоду
Однак, навіть беручи до уваги все сказане вище, на питання: чи можна бетонувати взимку, слід відповісти ствердно, оскільки виконання бетонних робіт в холодну пору року в принципі можливо, при дотриманні певних умов.
Справа в тому, що вплив низьких температур на зниження якості будівельної суміші відбувається не відразу. Якщо бетонний розчин встигне набрати критичну міцність до настання описаних вище явищ, його подальше затвердіння може відбуватися в нормальному, хоч і злегка сповільненому режимі, без будь-яких неприємних наслідків.
Критичним прийнято вважати таке значення міцності, при якому вплив низьких температур не буде впливати негативно на твердне розчин. У загальнобудівельних роботах це значення становить 50% від проектної міцності, а при будівництві відповідальних вузлів може бути збільшено до 70%.
Графік затвердіння бетону на портландцементі при різних температурах навколишнього середовища.
Існує певна залежність проектної міцності від впливу низьких температур після досягнення критичної міцності.
- При повному промерзанні розчину до того моменту, як він досяг своєї критичної, тобто 50% проектної міцності, подальше використання конструкцій не допускається. Навіть після відтавання такий розчин вважається непридатним.
- При замерзанні розчину після досягнення 50% проектної міцності внутрішні структурні зміни проявляються в незначній мірі, і після відтавання гідратація протікає в нормальному режимі. Зниження кінцевої міцності може становити не більше 10% від проектного значення.
- Промерзання розчину після досягнення 70% проектної міцності, не викликає будь-яких змін в його структурі, а лише збільшує час повного затвердіння. Після відтавання гідратація буде продовжена в нормальному режимі до набору проектної міцності.
Таким чином, при бетонуванні в холодну пору року важливо відразу ж після заливки не допустити промерзання будівельного розчину до досягнення нею певного значення міцності. Далі будуть розглянуті різні методи попередження раннього замерзання бетонної суміші.
Графік, який показує вплив добавок, що прискорюють процес гідратації ..
Зверніть увагу!
Для механічної обробки конструкції з бетону, який досяг своєї проектної міцності, може використовуватися тільки різка залізобетону алмазними колами за допомогою спеціального інструменту.
противоморозні добавки
Одним з найбільш поширених методів протидії низьких температур є використання протиморозних реагентів, які додаються в будівельну суміш в процесі приготування відповідно до інструкції по застосуванню.
Головною відмінною рисою такого способу є досить низька вартість, а також зручність застосування, що дозволяє виконувати бетонування своїми руками без використання спеціального обладнання.
Все противоморозні добавки за принципом дії умовно можна розділити на три групи.
- Добавки, які збільшують пластичність і незначно прискорюють реакцію гідратації, завдяки чому сприяють рівномірному розподілу суміші і прискорюють схоплювання цементу. Вони застосовуються головним чином при низьких позитивних температурах.
- Речовини, які істотно прискорюють процес гідратації, а крім того мають сильну антифризні дією, тим самим значно зменшуючи час схоплювання цементу і не допускаючи замерзання води. Такі добавки можуть використовуватися без обмежень в умовах значних негативних температур.
- До третьої групи відносяться модифікатори, які мають слабо вираженим антифризні дією, але дуже сильно прискорюють процес гідратації. Вони можуть застосовуватися при низьких негативних температурах для роботи на відкритих майданчиках.
На фото показані рідкі протиморозні добавки.
Порада!
Противоморозні добавки третьої групи, з причини їх дуже малого часу схоплювання не рекомендується використовувати в важкодоступних місцях і прихованих порожнинах, наприклад для бетонування паль.
ефект термоса
До такого методу найчастіше вдаються при виготовленні масивних бетонних конструкцій, наприклад при заливці стрічкового фундаменту, в умовах низьких позитивних або незначних негативних температур.
Його суть полягає в тому, що гідратація є екзотермічної реакцією, тобто цемент при взаємодії з водою виділяє деяку кількість тепла, якого при дотриманні певних умов може бути досить для того, щоб розчин встиг набрати необхідну міцність до повного промерзання.
Для того щоб виконати ці умови вдаються до наступних дій.
- Перш за все, щоб зменшити тепловіддачу потрібно виконати теплоізоляцію опалубки, а також підготувати накриває матеріал для подальшої теплоізоляції залитого розчину.
- Виготовлення робочого розчину необхідно виконувати безпосередньо на місці проведення робіт, використовую для його приготування підігріту воду.
- Якщо є така можливість, ківш бетономішалки можна підігрівати в процесі роботи за допомогою газового пальника.
- Для збільшення часу охолодження розчину, металеві елементи арматурної обв'язки також потрібно підігріти до плюсової температури.
- Розігріту бетонну суміш за один прийом залити в опалубку, рівномірно розподілити по всьому об'єму, не допускаючи утворення пустот і повітряних бульбашок, після чого накрити теплоізоляційним матеріалом і залишити до повного затвердіння.
Теплоізолююча опалубочная система для роботи в зимовий період.
Порада!
Необхідно пам'ятати, що при розігріві будівельної суміші, її рухливість і пластичність істотно знижується, тому в воду для приготування розчину потрібно додавати пластифікатор.
тепла опалубка
Більш прогресивною, в порівнянні з попереднім способом є заливка будівельної суміші в утеплену опалубку з електропідігрівом. Такий спосіб дозволяє виконувати будівельні роботи незалежно від пори року і кліматичних умов і не вимагає застосування спеціальних протиморозних добавок.
Однак ціна покупки і експлуатації таких опалубних систем досить висока, тому їх використання має сенс тільки в разі масового серійного будівництва.
Термоактивна опалубочная система з електропідігрівом.
Підігрів монолітної конструкції
Застосування деяких видів протиморозних добавок для бетону може викликати корозію металевих елементів арматурної обв'язки, тому для боротьби з шкідливим впливом низьких температур часто використовують штучне прогрівання бетонного розчину, який вже укладений в опалубку.
Для цих цілей, в залежності від конкретних умов використовуються різні джерела тепла.
- Електричний підігрів за допомогою електродів, які занурюються в товщу розчину, відбувається за рахунок електропровідності води і розчинених в ній мінеральних солей. Два електрода занурюються в розчин на певну глибину в різних частинах опалубки, і при підведенні до них електричного струму він проходить крізь товщу розчину, викликаючи нагрівання води.
- Підігрів гарячою парою виконують за допомогою парогенераторної установки, яка подає розігрітий пар всередину спеціального теплоізольованого кожуха, що встановлюється безпосередньо навколо опалубки.
- Іноді використовується укладка кабелю, що гріє, однак слід розуміти, що це крайній захід, тому що витягти його звідти вже не вийде, і він залишиться там назавжди.
Укладання нагріває кабелю.
- Для прогрівання великих площ над місцем заливки опалубки зводиться спеціальний намет з брезентовим або тентової тканини. Усередині намету встановлюються дизельні або електричні теплові гармати, або як варіант, інфрачервоні випромінювачі. Вони нагрівають бетонну поверхню розчину і повітря всередині намету, а в товщу суміші тепло передається за рахунок теплопровідності бетону.
Останній спосіб зручно використовувати для заливки монолітної плити під фундамент житлового будинку при індивідуальному будівництві. При цьому слід врахувати, що всі необхідні комунікації потрібно провести заздалегідь, однак якщо так сталося, що цього не зробили, для наскрізної проходки монолітної плити можна використовувати алмазне буріння отворів в бетоні після його повного затвердіння.
Ручна установка для алмазного буріння.
Вибір марки бетону
У таблиці 1 представлені найбільш підходящі марки бетону для різних об'єктів індивідуального житлового будівництва, придатні для використання в зимовий період.